سازماندهی و تنظیم عضله صاف

عضله صاف، عضله‌ای غیر مخطط و غیرارادی است که از سلول‌های کوچک، دوکی‌شکل و تک‌هسته‌ای تشکیل شده است. این عضله فاقد سارکومرهای منظم عضله مخطط است؛ در عوض، رشته‌های اکتین و میوزین آن به صورت مایل حرکت می‌کنند و به اجسام متراکم و غشای سلولی متصل می‌شوند، و انقباض آن درجه‌بندی شده و پایدار است که عمدتاً توسط وضعیت فسفوریلاسیون میوزین تنظیم می‌شود تا توسط سوئیچ تروپونین.

Definition

عضله صاف، عضله‌ای غیر مخطط و غیرارادی است که از سلول‌های دوکی‌شکل کوچک با یک هسته مرکزی تشکیل شده است، که رشته‌های اکتین و میوزین آن به جای سارکومرهای منظم، به اجسام متراکم سیتوپلاسمی و پلاک‌های متراکم غشایی متصل می‌شوند، و انقباض آن عمدتاً توسط فسفوریلاسیون زنجیره سبک میوزین وابسته به کلسیم تنظیم می‌شود.

Scope

این موضوع سازماندهی بافت‌شناختی عضله صاف — سلول دوکی‌شکل، هسته مرکزی آن، اجسام متراکم، و شبکه انقباضی مایل — را به همراه طرح کلی نحوه تنظیم انقباض آن از طریق کلسیم و فسفوریلاسیون زنجیره سبک میوزین پوشش می‌دهد. این موضوع منطق مولکولی تنظیم برای جهت‌گیری را توصیف می‌کند؛ اما دوز دارویی یا توصیه‌های درمانی ارائه نمی‌دهد.

Core questions

• یک سلول عضله صاف چگونه بدون سارکومرها در داخل سازماندهی می‌شود؟
• اجسام متراکم و پلاک‌های متراکم چه هستند و چه چیزی را متصل می‌کنند؟
• انقباض عضله صاف چگونه روشن و خاموش می‌شود؟
• حساسیت به کلسیم چگونه نیروی عضله صاف را تعدیل می‌کند؟

Key concepts

• سلول دوکی‌شکل تک‌هسته‌ای
• عدم وجود نوارهای عرضی و سارکومرها
• اجسام متراکم و پلاک‌های متراکم غشایی
• شبکه اکتین-میوزین مایل
• فعال‌سازی کلسیم-کالمودولین
• کیناز زنجیره سبک میوزین (MLCK)
• فسفاتاز زنجیره سبک میوزین (MLCP)
• حساسیت به کلسیم (مسیر Rho-کیناز)
• عضله صاف تک واحدی در مقابل چند واحدی
• کاوه آ و نوارهای متراکم

Mechanisms

سلول‌های عضله صاف کوچک و دوکی‌شکل هستند که هر کدام یک هسته مرکزی دارند. رشته‌های نازک (اکتین) و ضخیم (میوزین) آن‌ها در سارکومرها ردیف نشده‌اند، بلکه به صورت مایل در سراسر سلول حرکت می‌کنند و به اجسام متراکم سیتوپلاسمی و پلاک‌های متراکم مرتبط با غشاء متصل می‌شوند، آرایشی که به سلول اجازه می‌دهد تا به طور قابل توجهی کوتاه شود. انقباض با افزایش کلسیم سیتوزولی آغاز می‌شود، که به کالمودولین متصل شده و کیناز زنجیره سبک میوزین (MLCK) را فعال می‌کند؛ MLCK زنجیره سبک میوزین تنظیمی را فسفوریله می‌کند و امکان چرخه پل‌های عرضی اکتین-میوزین را فراهم می‌آورد (Webb, 2003). شل شدن پس از دفُسفوریلاسیون توسط فسفاتاز زنجیره سبک میوزین (MLCP) رخ می‌دهد. نکته مهم این است که نیروی تولید شده برای یک سطح کلسیم معین می‌تواند با تغییر تعادل MLCK به MLCP تعدیل شود: سیگنال‌دهی از طریق پروتئین‌های G و Rho-کیناز می‌تواند MLCP را مهار کند و در نتیجه عضله را نسبت به کلسیم حساس کند و انقباض را پایدار نگه دارد (Somlyo & Somlyo, 2003). عضله صاف از نظر عملکردی به بافت تک واحدی (احشایی) که توسط اتصالات شکافی به هم متصل شده و به صورت یک ورقه منقبض می‌شود، و بافت چند واحدی که در آن سلول‌ها به طور مستقل‌تر به عصب‌دهی پاسخ می‌دهند، تقسیم می‌شود.

Clinical relevance

سازماندهی طبیعی عضله صاف و مسیرهای تنظیمی آن مرجعی برای درک تونوس عروق، مجاری هوایی و دیواره روده هستند، و بسیاری از دسته‌های دارویی بر مسیرهای کلسیم و فسفوریلاسیون میوزین که در اینجا توضیح داده شده‌اند، تأثیر می‌گذارند. این مدخل ساختار و تنظیم را فقط برای جهت‌گیری آموزشی توضیح می‌دهد و هیچ داروی خاص، دوز یا درمانی را توصیه نمی‌کند.

Evidence & guidelines

توضیحات بر اساس بررسی‌های فیزیولوژیکی تنظیم عضله صاف (Somlyo & Somlyo, 2003; Webb, 2003) و بر اساس متون استاندارد بافت‌شناسی (Mescher, 2018) استوار است. هیچ دستورالعمل بالینی بر این محتوای توصیفی حاکم نیست.

History

عضله صاف از نظر بافت‌شناختی در قرن نوزدهم به دلیل فقدان نوارهای عرضی و هسته مرکزی منفرد خود از عضله مخطط متمایز شد. قرن بیستم سازماندهی رشته‌ای مایل و اتصال به اجسام متراکم آن را روشن کرد و فسفوریلاسیون زنجیره سبک میوزین را به عنوان سوئیچ تنظیمی مرکزی تثبیت کرد؛ کارهای بعدی حساسیت به کلسیم از طریق Rho-کیناز و فسفاتاز میوزین را به عنوان یک سطح دوم کنترل تعریف کردند (Somlyo & Somlyo, 2003).

Seminal works

• somlyo-2003
• webb-2003

Frequently asked questions

چرا عضله صاف زیر میکروسکوپ راه راه به نظر نمی‌رسد؟

رشته‌های اکتین و میوزین آن به صورت سارکومرهای منظم تکرار شونده که در عضله مخطط دیده می‌شود، آرایش نیافته‌اند؛ آنها به صورت مایل حرکت می‌کنند و به اجسام متراکم متصل می‌شوند، بنابراین نوارهای عرضی تشکیل نمی‌شوند.

انقباض عضله صاف چگونه روشن می‌شود؟

افزایش کلسیم درون سلولی به کالمودولین متصل شده و کیناز زنجیره سبک میوزین را فعال می‌کند، که زنجیره سبک میوزین را فسفوریله کرده و امکان چرخه پل‌های عرضی را فراهم می‌آورد؛ شل شدن زمانی رخ می‌دهد که فسفاتاز زنجیره سبک میوزین آن فسفات را حذف کند.